方家山核电站延伸运行期间氙振荡控制

对于大型商用反应堆,运行过程中出现一定扰动后,容易产生氙振荡。小幅度的氙振荡不会影响堆芯安全。大幅度的氙振荡会使堆芯局部区域的温度持续升高,可能会突破燃料设计限值,使燃料元件熔化。方家山核电站2号机组延伸运行期间出现了轴向氙振荡加剧的情况,通过适时移动控制棒组、降低单次降功率变化量、选择氙振荡负周期前3/4时段降功率的方式,有效地抑制了氙振荡,在保证堆芯安全的前提下顺利实施了延伸运行。     

秦二厂CNP600堆芯降功率过程轴向功率偏差的控制研究

随着我国能源的快速发展,核电机组调峰降功率已成常态.调峰降功率期间,轴向功率偏差ΔI控制存在较大难度,ΔI超带事件时有发生.本文先通过Tulip程序对秦二厂CNP600机组降功率过程实际ΔI和计算ΔI的对比,验证Tulip程序对降功率过程ΔI计算的精度满足要求.然后,通过Tulip程序计算,给出更优化的ΔI控制方案.最...     

百万千瓦级压水堆堆芯氙稳定性分析

由于压水堆堆芯对于总功率振荡具有固有的稳定性,且控制和保护系统对堆芯总功率不稳定提供了保护,因此关于堆芯稳定性的讨论仅限于氙致功率空间振荡(即氙稳定性)以及对径向功率分布和轴向功率分布的影响。本文主要通过三维及一维程序进行多种氙瞬态构造,对轴向氙振荡及径向氙振荡进行分析,以验证百万千瓦级压水堆堆芯在氙振荡方面是固有稳定的或可被控制的。计算结果表明,该堆芯在径向氙振荡方面固有稳定,首循环在轴向振荡方面稳定性较平衡循环略差,但可通过堆芯控制系统进行控制,使堆芯处于一个安全状态,燃料设计限值不被突破。     

压水堆核电厂寿期末堆芯轴向功率偏差控制

堆芯轴向功率偏差(△I)代表轴向功率分布均匀程度,是运行期间需要重点控制的参数.本文对影响△I的各种因素进行了理论分析,结合几次寿期末功率变化时控制△I的实际经验,提供了一种△I控制的方法.     

堆外核仪表系统(RPN)的预设效验系数理论计算

用蒙特卡罗方法及程序模拟给出了某核电厂堆内各组件(节块)对堆外探测器的响应矩阵。通过响应矩阵算出堆外探测器各节电流及堆外核仪表系统(RPN)刻度系数,进而得到堆芯热功率水平(Pr)及堆芯轴向功率偏差(△I)。过不同循环、不同氙振荡理论计算与实验对比,表明数值模拟是可行的,计算结果完全满足精度要求。     

基于RMC的蒙特卡罗燃耗计算氙振荡抑制方法研究

蒙特卡罗燃耗计算模型为中子输运弱耦合系统时,计算结果会出现数值振荡,从而引入较大误差,甚至导致计算终止。蒙卡燃耗计算中出现的数值振荡主要由堆内的裂变毒物氙驱动,所以如何有效抑制氙振荡是蒙卡燃耗计算研究的内容之一。强制平衡氙方法在各燃耗步功率保持恒定时有很好的抑制效果,但在小步长变功率燃耗计算时,所得的计算结果存在显著偏差。目前,国际主流的反应堆基准题提出了变功率燃耗计算的需求,为抑制小步长变功率燃耗计算的氙振荡,在堆用蒙卡程序RMC中开发了通用平衡氙方法。本文介绍RMC中主要采用的平衡氙方法,包括强制平衡氙方法和通用平衡氙方法。对数值验证的计算结果进行分析和比较,结果表明通用平衡氙方法能有效抑制定功率及小步长变功率蒙特卡罗燃耗计算的氙振荡现象。     

PCI二类工况瞬态分析计算流程自动化技术研究

对PCI二类工况瞬态分析方法中的分析流程、初始轴向功率偏移与氙瞬态的关系、各程序间的数据交换等进行了研究。利用初始轴向功率偏移与氙浓度随时间的振荡关系,以及轴向功率偏移振荡幅值随初始碘浓度的变化关系,得到了一种能够获得目标初始轴向功率偏移的计算思路。研究了SMART程序的运行方式、输入数据文件格式。利用脚本编程,得到了一组程序,实现了PCI二类工况瞬态分析计算流程中各程序间数据的自动交换,实现了计算流程的自动驱动、迭代,实现了PCI二类工况瞬态分析计算流程的自动化。利用这组程序对两个项目中的PCI二类工况进行了瞬态分析,结果表明,分析是可靠的,采用这组程序能够大幅提高PCI二类工况瞬态分析的效率。     

启动前功率量程刻度系数的算法优化和应用

压水堆核电厂的设计中,RPN系统功率量程是监测核功率和轴向功率偏差△I的直接途径,功率量程刻度系数是保证监测结果准确性的重要参数。由于功率量程的核功率和轴向功率偏差示值直接参与反应堆的在线保护和控制,对启动前功率量程刻度系数的设定需要仔细地考虑。文章对常规刻度系数算法进行分析,指出算法中存在的不足之处及应用上的局限性,并应用修正方案对算法进行优化,经过实践验证,新的刻度系数计算方法能更好地满足机组现场需求,具有很好的推广意义。     

CNP600机组替代二次中子源装料及无源临界

二次中子源组件是压水堆传统装料和临界中常用的相关组件,但是秦山第二核电厂(简称"秦二厂")1号机组所使用的二次中子源组件接近使用寿命,继续使用存在破损或失效风险,为此决定在秦二厂1号机组第14循环实施替代二次中子源项目.经过理论论证与试验验证,表明使用具有一定燃耗深度的燃料组件可以替代二次中子源的作用.随后秦二厂在制定...     

用长棒控制氙振荡的分析

本文叙述了用长棒控制氙振荡的原理,并给出了四群轴向一维的计算结果。计算结果表明长棒不仅可以控制氙振荡,而且可以达到相当好的效果。     

北方某核电厂升功率物理试验优化的论证及实施

在核电厂反应堆换料后提升堆芯功率的物理试验中,在不同的功率平台氙浓度的分布需要等待24h才能稳定。随着软件的升级,已经可以计算氙毒未稳定情况下的理论数据库。本文采用SCIENCE软件对不同功率平台不同运行时间间隔的通量图试验结果进行模拟计算,理论分析表明,机组在功率平台稳定6h进行物理试验是满足安全要求的。根据该电厂1号机组第4循环首次启动物理试验的结果进行分析比较,得出结论:在不同的功率平台,堆芯连续稳定运行6h后,进行通量图测量试验是可行的。     

氙振荡的第一谐波控制法

本文介绍了氙振荡第一谐波控制法的原理和具体操作步骤,并给出了轴向一维四群扩散方程有限差分的计算结果,以展示其控制效果.     

核电站压水堆棒控方式研究

本文通过核电站压水堆各种棒控方式的研究,在满足电站负荷调节的条件下,发现控制棒组价值越小,越有利于改善堆芯功率分布,同时考虑到电站压水堆可以不用过大价值棒组控制氙振荡,进而提出了一种改进型棒控方式:安全棒(A)+功率棒(G)+调节棒(T).即用价值约1%的棒组执行负荷调节,用价值约2%的棒组控制功率分布及氙振荡,其余棒组列为安全棒.从而取得了既能改善堆芯功率分布,又能有效地实施负荷调节和功率分布控制的效果.     

压水堆核电厂机械补偿策略下控制系统AFD的校准及验证

压水堆核电厂机械补偿控制策略的棒阴影效应导致保护系统指示的轴向通量偏差（AFD）变为外围组件加权值而非堆芯平均值,因此基于堆芯平均AFD的控制系统无法像传统电站那样直接使用保护系统输出值。基于该问题,探索了控制系统堆芯平均AFD几种线性的指示途径,研究了不同控制棒位置及机组氙震荡瞬态对线性关系的影响,提出了一种“偏差修正”的堆芯平均AFD校准方法。经过机组调峰过程验证,结果表明使用该方法可以消除控制棒位置、机组功率变化及氙浓度变化对控制系统AFD指示的影响,能够满足系统指示精度的要求。因此这种方法可以用于机械补偿控制策略控制系统AFD的校准。      

秦二厂降温方式延伸运行技术研究及方案策划

核电厂反应堆在燃料循环末期,控制棒在全提出位置,一回路硼浓度到10 mg·kg^-1时,通过延伸运行,以达到避峰错节或类似2020年新冠疫情情况下人力紧张以及错开两台机组同时进入大修的目的。本文介绍了降功率和降温两种延伸运行方式,并针对秦二厂反应堆机组降温方式延伸运行进行了技术研究及方案策划,详细阐述各项函数以及参数修改的分析、计算过程,并做出图形进行直观展示。之后,本文将两种延伸运行方式进行了对比,分别从安全性和经济性方面分析了降温方式延伸运行的优缺点。最后,通过秦二厂反应堆寿期末延伸运行30天的例子,分别对两种延伸运行方式的总发电量亏损进行了计算以及对比。     

基于PAnySimu的PWR核电站堆芯建模与仿真研究

基于PAnySimu仿真支撑系统对PWR核电站一回路堆芯部分进行建模与仿真分析.通过研究分析岭澳二期3/4号机组堆芯实际结构,将其分为功率计算、堆芯传递计算、控制棒引起的反应性、反应性反馈、毒物计算五个模型.在此基础上,分析堆芯中子通量,考虑控制棒位置、燃料和慢化剂温度、氙和钐中毒、硼浓度等因素对中子通量的影响.利用P...     

短棒的作用及其在轴向燃耗管理中的应用

由于短棒长期置于堆芯中,产生了对燃料燃耗的屏蔽效应等原因。因此,后来国际上有关压水堆核电站设计制造公司纷纷取消了短棒。针对这种情况,本文进一步研究了短棒的功能,讨论了短棒用于轴向燃耗控制的原理,提出将短棒分两组使用。短棒长度用三分之一棒或半棒,两组短棒交替进入堆芯的运行方式。其目的是扬长避短,变弊为利,最后达到一举三得的效果:(1)避免了短棒的屏蔽效应,保持了展平轴向功率分布和抑制氙振荡的功能。(2)用于轴向燃耗控制,对300MWe的核电站,首炉料可延长燃耗寿期10—15天,即可多发72—108GWh的电。(3)同四分之一棒相比,加大了短棒价值,兼氙棒使用,提高了电站变工况恢复功率的能力和速度。这种设计,对作日负荷循环的核电站尤为有利。     

秦二厂3号、4号机组反应堆保护系统T3试验改进

本文介绍了秦二厂3号、4号机组针对反应堆保护系统T3试验实施的改进,并对目前T3试验仍然存在问题提供了改进方法,为国内其他核电厂提供可以借鉴的经验。     

秦二厂棒控系统熔断器筛选测试与寿命评估

秦二厂1/2号机组至今已商运近20年,棒控系统近年来故障率逐渐升高,老化迹象逐渐凸显,稳定性与可靠性不断降低.熔断器作为系统电源柜和控制棒驱动机构线圈的重要保护器件,一旦非预期老化熔断,将造成控制棒滑棒、落棒乃至机组停堆等严重后果.为了保障棒控系统的可靠性,对新采购的熔断器进行筛选测试,确保出厂熔断器的可靠性;并对更换...     

压水堆核电厂瞬态试验工况下调硼量分析及其操作应用

中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)机组瞬态试验过程中,由于机组状态剧烈变化,会在短时间内引入大量负反应性,使一回路不易维持堆芯状态稳定,试验过程中需要通过准确调节一回路冷却剂的硼浓度以补偿反应性的变化。通过研究机组瞬态试验过程中功率控制棒(G棒)、温度控制棒(R棒)、功率变化、氙毒变化等引起的反应性变化,并依据当前硼浓度及其微分价值,分析计算得到所需硼浓度变化量及试验过程中所需硼稀释量,并根据计算结果为运行人员制定合适的机组控制策略。调试过程及试验结果表明,研究分析硼稀释量能够显著降低机组控制风险,提高机组运行质量,获得良好的经济效益。